用于在具有增强终端的网络中改善中继效率的设备与方法.pdf

本发明的实施例提供一种方法与设备，其用于将增强移动用户设备分配到电信网络。在第一实施例中，网络(100)确定(801)移动用户单元(117)的类别标志并确定(803)移动站是否具有增强性能能力，例如干扰抵消能力。如果移动站(117)是增强的，将其分配(807)到高部分加载时隙。如果不是，分配(805)低部分加载时隙。以类似的方式控制切换流程，其中在切换期间，在分配时隙之前确定移动站能力。

1.  一种电信网络，包括：
至少一个基站，其适宜于在分割的无线网络中将移动站分配到无线资源，其取决于所述移动站的性能特征。

2.  如权利要求1所述的电信网络，其中，所述无线资源为时隙。

3.  如权利要求1所述的电信网络，其中，所述性能特征为干扰抵消能力。

4.  如权利要求3所述的电信网络，其中，所述干扰抵消能力为单天线干扰抵消能力。

5.  一种电信网络，具有跳频无线覆盖层，其时隙具有多个部分加载，所述网络包括：
具有第一性能能力的第一组移动站和具有第二性能能力的第二组移动站，其中，基于所述移动站的性能能力，可将移动站分配和切换到所述跳频无线覆盖层的时隙。

6.  如权利要求5所述的电信网络，其中，向所述跳频无线覆盖层之内的第一组时隙分配相对于所述跳频无线覆盖层之内的第二组时隙而言较高的部分加载，并且基于移动站干扰抵消能力，将移动站分配到所述第一与第二组。

7.  如权利要求5所述的电信网络，其中，所述性能特征为干扰抵消能力。

8.  如权利要求7所述的电信网络，其中，所述干扰抵消能力为单天线干扰抵消能力。

9.  一种基站收发器站，包括：
至少一个无线收发器单元，可配置以支持伪随机跳频层，其时隙具有多个部分加载，该单元能够在时隙的基础上将移动站分配和切换到所述伪随机跳频层。

10.  一种无线收发器单元，包括：
无线电路，其可配置以支持跳频；和
时隙，其可配置以支持多个部分加载。

11.  一种将移动终端分配到网络的方法，包括：
确定所述移动终端的性能能力；和
基于所述性能能力，向所述移动终端分配时隙。

12.  如权利要求11所述的方法，其中，所述性能特征为干扰抵消能力。

13.  如权利要求12所述的方法，其中，所述干扰抵消能力为单天线干扰抵消能力。

14.  如权利要求12所述的方法，其中，向所述移动终端分配时隙进一步包括：如果所述移动终端具有干扰抵消能力，分配高部分加载时隙，而如果所述移动终端不具有干扰抵消能力，分配低部分加载时隙。

15.  如权利要求11所述的方法，其中，确定所述性能能力进一步包括确定所述移动终端的类别标志。

16.  如权利要求11所述的方法，其中，确定所述性能能力进一步包括测量所述移动终端的性能参数，并从所述性能参数确定所述性能能力。

17.  如权利要求11所述的方法，其中，确定所述性能能力进一步包括访问数据库，并从所述数据库的记录确定所述性能能力。

18.  一种将移动站分配到时隙的方法，包括：
确定所述移动站的切换应发生；
确定所述移动站是否支持干扰抵消能力；
如果所述移动站不支持干扰抵消，将所述移动站切换到低部分加载时隙；和
如果所述移动站支持干扰抵消，将所述移动站切换到高部分加载时隙。

用于在具有增强终端的网络中改善中继效率的设备与方法
技术领域
一般地，本发明涉及数字蜂窝式电信网络，更具体地，涉及具有增强移动用户单元的TDMA电信网络。
背景技术
当在用户仍然拥有和操作老一代的、传统的移动站的网络中部署增强移动站时，网络运营商面临若干问题。一个这样的问题发生在部署具有改善的接收器性能的移动站，例如具有干扰抵消能力的移动站。由于新的与老的移动站的不同特征，在前向链路上维持可接受的载波干扰比(C/I)在具有两种移动站类型的混合网络中变成一个问题。
此问题的第一种可能的解决方案是将传统的用户分配到信噪比、或载干比的分布较高的系统无线覆盖域之内的频率。例如，在GSM(移动通信全球系统)网络中，可使用不能跳频的信道。例如，可采用广播控制信道(BCCH)或“c0”频率层，其中，比如说，施行4×3×12(4站、3扇区、12载波频率组)BCCH频率重用模式。
采用跳频的第二网络层，跳频(FH)层，将被用作用于能够抑制干扰的移动站的目标系统频率层。当这样分配能够抑制干扰的移动站时，跳频层可被设计为具有较高部分加载(即分配给FH层的载波中的每一载波频率在任一特定时间被实际使用的概率较高)，并仍然获得可接受的C/I水平，这是因为较高的移动站能力。
然而，这样的解决方案将有中继效率的问题，这是因为将传统的移动站强制放入BCCH层，而将干扰抵消的移动站强制放入跳频层。相应地，两种类型的移动站都不能访问系统中的全部频率资源。
第二种可能的解决方案是一开始向跳频层分配传统的移动站。当时间-部分加载(time-fractional loading)增加时，传统的移动通信将退化，这是因为这样的移动站将完全依赖于部分加载来进行干扰控制。此时，可将传统的移动站切换至BCCH层，以维持可接受的C/I特征。然而，最终结果仍然是移动站在BCCH与跳频层之间的硬划分，这再次导致中继无效率。
一般地，当在网络上日益增加地部署新一代的终端时，两种上面描述的解决方案均不能提供优化无线频谱资源的灵活性。
因此，存在对这样的设备与方法的需要，其用于将具有不同的抗干扰特征的移动站同时分配到网络跳频层中。
附图说明
图1是网络的框图，其遵照本发明的一些实施例。
图2是阐释用于4×12频率规划的频率分配表。
图3是阐释网络小区布局的图表，其遵照4×12频率分配。
图4是阐释具有BCCH层与跳频层的层的频率分配表。
图5是跳频序列与相应的可分配给小区扇区的跳频序列号的图表。
图6是阐释时隙分配的图表，其遵照本发明的一些实施例。
图7是阐释时隙部分加载的图表，其遵照本发明的一些实施例。
图8是网络操作的流程图，其遵照本发明的一些实施例。
图9是网络操作的流程图，其遵照本发明的一些实施例。
图10是关于切换的网络操作的流程图，其遵照本发明的一些实施例。
具体实施方式
这里提供一种方法与设备，其用于将具有增强性能的移动终端分配到通信时隙。在本发明的一些实施例中，相对于第二组传统移动站，经由基站收发器站(BTS)与TDMA网络(例如GSM网络)通信地第一组移动终端可具有增强性能。例如，增强移动站组可具有干扰抵消能力，例如单天线干扰抵消(SAIC)能力。
在本发明的第一实施例中，网络使用移动终端的类别标志(classmark)来确定移动终端是否具有干扰抵消能力。在本发明的第二实施例中，可从移动站特征推断移动站性能。例如，在呼叫建立与信道分配流程期间可观察基站对移动站的功率分配。在第三实施例中，移动站性能可包含在诸如归属位置寄存器(HLR)数据库等数据库中，并在网络的接入流程期间获取。
如果移动站具有增强性能能力，例如干扰抵消能力，则将移动站分配到高部分加载时隙。反之，如果移动站不具有干扰抵消能力，使得移动站属于前一代，则将移动站分配到低部分加载时隙。
在本发明的一些实施例中，以类似的方式处理切换。网络测量移动站的链路质量参数，例如估计误比特率(BER，或者等价地，GSM网络中的“RXQUAL”测量)或估计接收功率水平(GSM网络中的“RXLEV”)，其遵照网络切换流程。如果网络确定要求切换，例如在一些实施例中，当测量的参数、或参数组合大于设置的门限时，则网络确定移动站是否支持干扰抵消。如果移动站支持干扰抵消，则将其切换到另一可供选择的高部分加载时隙。与初始分配的情形类似，如果移动站不支持干扰抵消，因此是老一代的移动站，将其分配给低部分加载时隙。
本发明的第一方面是通信网络，其包括至少一个基站，该基站依据移动站的性能特征，将移动站分配到时隙。
本发明的第二方面是电信网络，其具有跳频无线覆盖层，其时隙可针对各种部分负载进行配置。在此方面中，可将具有增强性能能力的移动站连同前一代能力的移动站分配到跳频层。将移动站分配到具有适宜的部分负载的时隙控制着移动站经历的干扰水平。
本发明的第三方面是基站收发器站，其可被配置以支持伪随机跳频无线网络，其时隙可针对各种部分负载进行配置。基站收发器站也支持基于移动站能力，将移动站切换到具有适宜的部分负载的时隙。
本发明的第四方面是无线收发器单元，其可被配置以支持跳频以及具有各种部分负载的时隙的配置。
本发明的第五方面是一种方法，其基于移动站的性能能力，为移动站分配时隙。
本发明的第六方面是一种方法，其也基于移动站的性能能力，在切换期间为移动站分配时隙。
现在转到绘图，其中相似的编号表示相似的组件，图1阐释典型的网络，其遵照本发明的一些实施例。在图1中，网络100包括多个基站控制器(BSC)105、107，每一BSC可连接地连接到网络101，其中网络101典型地包括移动交换系统(MSC)。网络100可包括其它网元，如网络101表示的那样，比如说，运行与维护中心(OMC)103。另外，网络101可支持基于分组的协议，其适宜于因特网上的通信。
每一BSC 105、107进一步可连接地连接到多个基站收发器站(BTS)。比如说，BSC 105可连接地连接到BTS 109、111、与113。多个BSC与相应的BTS，比如BSC 105、以及BTS 109、111、与113，组成无线接入网(RAN)。
RAN的每一BTS能够经由空中接口无线信道与多个移动站(MS)建立双向通信。例如，MS 115经由信道121与BTS 111通信，而MS 117经由信道119与BTS 113通信。
信道119与121的无线载波是时分多址(TDMA)无线载波，并且划分为若干时隙，例如在GSM RAN中为八个时隙。进一步地，信道119与121的无线载波可使用任何数目的技术进行调制，其遵照本发明的实施例。例如，网络可利用GSM标准的GMSK，或者可利用8PSK，其遵照GSM演进增强型数据速率(EDGE)标准。另外，可为通用分组无线业务(GPRS)保留每一小区扇区的若干时隙。
MS 115与MS 117可以是各种类型。例如，MS 117可具有干扰抵消能力，比如说，单天线干扰抵消(SAIC)能力。
图2是用在频率规划TDMA网络(例如GSM网络)中的“4乘12”(4×12)频率分组的示例。尽管图2显示79个信道，这仅用于示例的目的，这是因为在大多数情形中，运营商可用的频率数目将限制在较小的频谱。图2排列为行，其中行数将限制在运营商的可用频谱，并排列为12列，使得频率列可分配给BTS扇区。
遵照这样的表将频率分配给BTS小区扇区有助于在规划无线接入网期间维持最小同信道与最小相邻信道间隔。要求最小信道间隔来最小化相邻小区与扇区的收发器之间的无线干扰。需要理解的是，图2阐释的4×12频率分配仅用于示例的目的，而非对本发明的实施例中实施的频率分配的限制。例如，可采用“3×9”或其它模式。
参照图3可更容易地理解图2，图3阐释“4乘12”(4×12)或“4乘3”(4×3)频率重用模式300。在图3中，按所示模式排列4小区，每一小区具有3扇区。这样，将图3的模式称为4×3。作为可供选择的另一替代方案，基于在图2的表200中分配的12频率列，图3的模式可称为4×12模式。重复图3的基本模式，如无线接入网的BTS小区的最终数目所要求的那样。
回到图2，并认识到每一列头201表示每一对应的列中的若干频率，需要注意的是，图3中显示的每一扇区可利用多个频率。例如，列“a1”对应于频率1、13、25、37、49、61与73。因此在图3中，小区301扇区a1可包括表200列a1中的任何频率。需要理解的是，图3阐释的频率规划仅用于示例的目的，在现实场景中可通过经由计算机模拟、实地测量、或技术组合将诸如小区间同信道与相邻信道干扰以及真实世界传播效应等效应纳入考虑，来改善频率规划。
典型地，以分配的频率的数目来指代每扇区具有多个频率分配的小区站点。例如，可向小区301扇区a1分配频率1与13，可向a2分配频率5与17，而可向a3分配频率9与21。在此情形中，每一扇区具有两个频率。因此，将以“2-2-2”小区站点指代小区301。在GSM小区站点中，一个频率必须有一个时隙分配为广播控制信道(BCCH)。BCCH由移动站观察，并作为移动站尝试接入网络的参考。
跳频是诸如GSM网络等TDMA网络中利用的另一可供选择的频率重用技术。图4，表400在概念上阐释向采用跳频方案的小区扇区分配频率。在图4，表400中，向每一扇区分配一频率，以用作BCCH载波。因为BCCH载波是尝试接入网络的MS的参考，它必须保持静态而不能跳跃。因此，仍然可将BCCH频率分配给使用图2的4×12重用模式的扇区。图4为第一行频率405重复4×12模式，其中此第一组将作为BCCH载波分配。可类似地分配额外的静态载波。任何静态的、非跳跃的载波称为“BCCH层。”
在图4中，行407及以下阐释除BCCH层之外，在每一扇区中可利用的跳频的数目。这些频率分配组成网络的“跳频”层。在跳频层中，可向每一扇区分配同一组频率。然而，向每一扇区额外地分配跳频序列号(HSN)，使得接近的扇区遵循不同的伪随机序列。
图5提供如GSM网络中所用的伪随机跳频序列的简化的示例。第一跳频序列HS0 501基本上按顺序使用频率集。可向扇区分配直到HS63的若干伪随机序列。为示例的目的起见，图5HS1 503指示与HS0不同的序列。类似地，HS2 505到HS63 507将采用不同的序列。序列被设计为数学地正交，使得它们将在理论上避免无线干扰。回到图3，可向小区301，扇区a3分配HS2，同时可向潜在的干扰小区302，扇区b1分配HS32。
BTS典型地包括若干收发器单元，每一单元能够被调谐到给定的分配的载波频率。例如，可将小区301，扇区a1的收发器分配到频率1，并作为扇区a1 BCCH载波收发器。也向该扇区的分配到跳频载波的其它收发器单元分配跳频序列号(HSN)，其确定收发器将跳频的伪随机序列，如上面讨论的那样。因为收发器单元能够在所要求的时间间隔之内“合成”并重新调谐到适宜的频率，此技术称为合成器跳频。合成器跳频区别于基带跳频技术之处在于，基带跳频技术中收发器单元保持调谐到单个频率。合成器跳频是为获得本发明的实施例的好处所必需的。
进一步地，本发明的实施例利用同步网络。在采用合成器跳频的同步网络中，所有小区扇区的时隙具有公共参考点。公共参考点使得每一相邻小区的跳频序列能够在同一时间间隔期间避免使用相同的、或相邻的频率，从而减小网络干扰水平。在跳频网络中，部分加载(fractional load)定义为跳频收发器的数目除以跳频的数目，其为传输频率的平均利用率。回到图4，作为示例，如果扇区a1有单个收发器跳频在5个频率上，部分加载将为1/5。
然而，部分加载也可在时隙的基础上分配。在图6中，划分为八个时隙的单个载波频率显示为收发器帧605。在图6中，每一时隙可具有独立的部分加载。因此，可基于时隙部分加载，将移动站分配到时隙。图7阐释图6的收发器帧605，以及时隙基础上的示例性的部分加载。在图7中，竖直轴表示离散频率，其对应于给定网络运营商的频谱中可用的载波频率。图7的水平条表示分配给单个时隙的跳频载波。例如，在图7中，时隙1具有两个跳频载波，其中之一为频率F2 705。相似地，时隙0具有两个跳频载波，其中之一为某频率Fn 707。在图7中，时隙4与5比时隙0与1具有更多数量的活动跳频载波。因此，可认为时隙0与1的部分加载具有比时隙4与5更高的部分加载。遵照图7的示例，可将时隙的部分加载视为每个时隙中活动载波对全部可用频谱载波的比率。
相应地，相对于完全依赖部分加载来减小干扰的移动站而言，性能增强的移动站，例如具有干扰抵消能力的移动站，能够容纳较高水平的部分加载。在本发明的一些实施例中，有利地利用此特征，使得能够进行干扰抵消的移动站与传统的移动站可同时利用网络的跳频层，从而减小网络载波对干扰水平(C/I)并改善网络的中继效率。
在图8中，阐释了网络操作，其遵照本发明的一些实施例。在图8中，移动站试图获得到网络的接入，例如当用户发起呼叫建立流程时。在框801中，网络确定移动站类别标志。在框803中，使用该类别来确定移动站是否支持干扰抵消。如果移动站不支持干扰抵消，将其分配到具有低部分加载的时隙805。时隙分配允许移动站利用通过较低的部分加载实现的一般较高的C/I特征。
如果移动站支持干扰抵消，则将其分配到高部分加载时隙807。高部分加载时隙与移动站的干扰抵消特征的组合允许移动站获得可接受的性能水平。
在图9中，阐释第二实施例，其中在框901中观察移动站性能。观察的移动站性能可包括功率水平参数，例如GSM网络中的RXLEV，或者质量度量，例如估计误比特率，比如GSM网络中的RXQUAL，或者这样的参数或度量的某种组合。观察可发生于初始信道分配期间，或者网络的认证间隔期间。
在框903中，网络确定移动站能力，并且，如果移动站不支持干扰抵消，将移动站分配到低部分加载时隙905。如果移动站支持干扰抵消，在框907中，将其分配到较高部分加载时隙。
在本发明的第三实施例中，移动站性能能力可记录在诸如归属位置寄存器(HLR)数据库等数据库中，并与给定硬件标识符或用户标识符相关联。在此情形中，将在移动站与用户的认证流程期间确定移动站能力。网络可维持初始信道分配或者重新分配认证的移动站，如所要求的那样。
在图10中，阐释了网络的切换操作，其遵照本发明的一些实施例。在框1001中，遵照切换操作的要求，测量移动站与网络之间的通信链路。例如，可监控误比特率(BER)，其对应于GSM网络的RXQUAL参数。如果，比如说，RXQUAL值增加，指示BER的增加，对应于较低的链路质量。在一些实施例中，设置网络门限，使得当测量的链路质量参数越过门限，并在其上面保持预先确定的时间段时，发起切换流程。遵照这样的方案，或者其它适宜于确定是否需要切换的方案，网络在框1003中进行判定。如果不需要切换，网络继续监控链路，如框1001中那样。如果网络确定要求切换，则在框1005中，网络确定移动站是否支持干扰抵消。
如果移动站不支持干扰抵消，将其分配到低部分加载时隙，如框1007中所阐释的那样。如果移动站支持干扰抵消，则施行适宜的切换方案，如框1009中所阐释的那样。此方案将基于移动站能力与其它网络标准，把移动站分配到高部分加载时隙。
尽管已阐释和描述本发明的优选实施例，需要理解的是，本发明并不受限于此。本领域技术人员可想出无数种修改、变化、变形、替换与等价物，而不偏离如所附权利要求书所定义的本发明的实质与范围。